Предмет: Физика, автор: Nurmik

Здравствуйте. Не могли бы вы натолкнуть меня на верный путь мысли. Капля,температурой 40 C попадает на раскаленную стенку,температурой 1000 С, и отскакивает. Вопрос - найти(хотя бы уравнение) энергию,которую передаст капля этой стенке в момент соприкосновения. Рассматриваем момент падения за 1,а момент отскока за 2. v1 не равно v2,N1=N2. Мне преподавать дал подсказку,что эта задача связана с коэффициентом теплоотдачи. Буду благодарен за любую мысль

Ответы

Автор ответа: WiLdToNnY

Привет! Направить то всегда можно но, тут условие полное?
В общем могу направить, формулы все дела...

Теплоотдача - конвективный теплообмен между движущейся средой (капля) и поверхностью (стенка). Теплоотдача - значит тепло отдаётся..
Формула Ньютона-Рихмана определяет количество теплоты переданное от капли к стенке (в данном случае). Тут есть разделение:

Для установившегося режима:
$Q_1= \alpha *(t_2-t_1)*F$ тут Вт - мощность, домноженная на время получаем энергию.

Для неустановившегося режима:
$Q_2= \alpha *(t_2-t_1)*F*\tau= \alpha *\Delta t*F*\tau$

где α - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м²∙К); $t_1,t_2$ – средние температуры жидкости и стенки, °С, F – поверхность стенки, м²; $Q_1(Q_2)$ – тепловой поток (количество теплоты), Вт (Дж); τ – время (сек).

Вот смотрите в начале падения за 1-ую секунду, капля не касалась стенки, их температуры разные т.е. режим у них не установившийся формула (2). Затем найти за 2-ую секунду после уже соприкосновения т.е. они тумпературно - уравновесились (режим установившийся) формула (1).
В задаче не уточнили какая поверхность воздействия, и площадь воздействия. Ну так как это капля то думаю за единицу площади можно принять. Для примера возьму углеродистую сталь
Ход решения можно посмотреть: Единица площади - 1 не учитывал!
$Q_2=Q_1+W$ , где W - искомая энергия, которая передаётся.
$W=Q_2-Q_1= \alpha*\Delta t*F*t_1- \alpha (t_2-t_1)*F*t_2$
$W=370*520*2-370*(1000-40)*1=384800-355200=29600$
$\Delta t= \frac{t_2+t_1}{2} = \frac{1000+40}{2}=520$ - средняя температура которая установится между двумя средами, α - температурный коэффициент по табличным данным взял среднее значение (во вложении)

Думаю чем-то смог помочь...

Приложения:

Nurmik: Спасибо большое.Радует,что сам пытался вывести подтвердилось(только я там пошел по "лесу" - представил диф. уравнение теплоотдачи,привязал интегралы,проецировал на оси и вводил безразмерные величины(раз условий нет,значит мы можем их "округлить").Уперся там в число Нуссельта и все)).Там задача без особых значений,в основном решение мне нужно объяснить в общем виде. Еще раз огромное спасибо что спасли меня от лишней работы :)

WiLdToNnY: Всегда пожалуйста

WiLdToNnY: Думаю такое в школе не решают

Nurmik: Я извиняюсь,если нарушил правила,но просто мне больше негде было "встать" на правильный путь.

WiLdToNnY: Ничего страшного, ко мне можно по любому вопросу

WiLdToNnY: Я сам в Университете обучаюсь, могу решать ТММ, Сапромат, Термех, Гидравлика, Высшая физика, Высшая математика